基于mTOR/p70S6K信號(hào)通路探討中醫(yī)藥治療甲狀腺惡性腫瘤作用機(jī)制進(jìn)展

路振凱,房國(guó)偉,王經(jīng)武,黃延芹

(1.山東中醫(yī)藥大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250014)

近年來(lái)甲狀腺惡性腫瘤的發(fā)病率不斷升高，隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，對(duì)信號(hào)通路的研究已成為臨床相關(guān)疾病的研究熱點(diǎn)，同時(shí)利用中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)治療甲狀腺惡性腫瘤受到廣泛關(guān)注，將分子通路與中醫(yī)藥相結(jié)合，從分子角度解釋中醫(yī)治療的科學(xué)性與優(yōu)勢(shì)，有助于中醫(yī)藥的良性發(fā)展。甲狀腺惡性腫瘤屬于中醫(yī)石癭范疇，其基本病機(jī)為氣滯、痰凝、瘀血結(jié)于頸前，臨床治療以“消癭散結(jié)”為基本原則。

1 基于mTOR/p70S6K信號(hào)通路探討甲狀腺惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制

p70S6K是mTOR信號(hào)通路最重要的下游靶點(diǎn)之一，該分子的激活與蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞周期、細(xì)胞遷移等密切相關(guān)[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)，p70S6K分子上含有一個(gè)保守的絲/蘇氨酸激酶催化域，在腫瘤細(xì)胞中該催化域上的Thr389被磷酸化，從而進(jìn)一步激活Thr229，兩者的激活促使p70S6K自我抑制狀態(tài)被完全解除，磷酸化p70S6K以及真核起始因子4E-BP1從而達(dá)到最佳活性狀態(tài)，為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)力，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[3-7]。甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞長(zhǎng)期處于高度增殖、高代謝的狀態(tài)，能夠快速募集mTOR上游信號(hào)分子PI3K的p85調(diào)節(jié)亞基，激活p110α催化亞基，磷酸化PI3K，使得PIP2定向轉(zhuǎn)化為可以活化具有同源底物PH結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子PIP3，PIP3在磷脂酰肌醇依賴(lài)蛋白激酶 PDK1的作用下，通過(guò)PH結(jié)構(gòu)域與Akt結(jié)合，促使Akt的Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化，Akt被完全激活，并直接磷酸化下游分子mTOR，進(jìn)一步促進(jìn)p70S6K的活化，從而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖，為腫瘤細(xì)胞提供生長(zhǎng)增殖所必需的營(yíng)養(yǎng)[8]。閆斌等[9]通過(guò)對(duì)甲狀腺髓樣癌、甲狀腺乳頭狀癌以及甲狀腺良性病變各甲狀腺細(xì)胞中mTOR/p70S6K信號(hào)表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞中p70S6K表達(dá)的陽(yáng)性率顯著高于良性甲狀腺細(xì)胞。另有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，抑制PI3K/mTOR/p70S6K通路，能有效抑制甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞的增殖[10]。此外，在甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞高代謝狀態(tài)下，AMP/ATP比值升高，mTOR/p70S6K信號(hào)通路被過(guò)度激活，促使細(xì)胞凋亡起始因子半胱天冬酶失活，進(jìn)而影響到細(xì)胞凋亡的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，抑制癌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[11-13]。研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺乳頭狀癌自噬相關(guān)基因的表達(dá)中mTOR通路相關(guān)分子的表達(dá)水平明顯高于對(duì)照組，mTOR在自噬早期通過(guò)逆轉(zhuǎn)糖酵解的過(guò)程，抑制生理性的蛋白轉(zhuǎn)換，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[14-16]。同時(shí)Meta分析結(jié)果顯示，阻斷mTOR/p70S6K相關(guān)分子可降低腫瘤的發(fā)病率[17]。抑制甲狀腺乳頭狀癌細(xì)胞中mTOR/p70S6K通路的表達(dá)，能夠有效限制甲狀腺乳頭狀癌細(xì)胞的遷移[18-19]。以上均提示了mTOR/p70S6K信號(hào)通路在甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞中的重要地位。

2 中醫(yī)藥基于mTOR/p70S6K通路對(duì)石癭的認(rèn)識(shí)和作用

2.1 石癭病機(jī)與mTOR/p70S6K通路的相關(guān)性 中醫(yī)認(rèn)為石癭的基本病機(jī)無(wú)外乎正虛邪實(shí)，以痰、瘀為首的有形之物，在氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不暢的前提下堆積。情志作為癭病最主要的發(fā)病因素，主要受肝主疏泄功能的影響?！夺t(yī)經(jīng)溯源集》曰：“凡病之起也，多由乎郁，郁者，滯而不通之意”，臨床上以癭病為首的相關(guān)疾病發(fā)生，多在于郁，氣結(jié)滯澀為郁，不通則為郁?！杜R證指南醫(yī)案》中言：“因情志不遂則郁而成病矣”，明確指出情志問(wèn)題是郁滯發(fā)生的關(guān)鍵，肝為氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之樞紐，喜條達(dá)，故抑郁則肝氣郁結(jié)，氣機(jī)不暢，從而導(dǎo)致甲狀腺相關(guān)疾患的發(fā)生?！锻饪普凇ぐ`瘤論》云：“夫人生癭瘤之癥，非陰陽(yáng)正氣結(jié)腫，乃五臟瘀血、濁氣、痰滯而成”?？傊?，中醫(yī)將石癭發(fā)病的機(jī)理概括為肝氣失于疏泄，無(wú)力推動(dòng)氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，氣滯痰凝血瘀為首的病理產(chǎn)物堆積，日久痰瘀凝結(jié)于頸前，且以正虛為本，邪實(shí)為標(biāo)。筆者認(rèn)為可以從mTOR/p70S6K通路調(diào)節(jié)信號(hào)的角度對(duì)石癭的病機(jī)進(jìn)行闡述，mTOR/p70S6K通路通過(guò)上下游分子信號(hào)傳遞，發(fā)揮其調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、自噬及參與免疫抑制、細(xì)胞遷移作用，與中醫(yī)肝主疏泄功能相吻合。中醫(yī)認(rèn)為肝氣條達(dá)則氣行有力，能夠推動(dòng)精微物質(zhì)遍布全身，五臟六腑皆得到滋養(yǎng)，使得臟腑功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；反之肝氣郁滯，氣行受阻，胃雖能受承化物，但無(wú)力推動(dòng)其運(yùn)輸，五臟得不到營(yíng)養(yǎng)精微的滋養(yǎng)，正氣便日漸虛損，臟腑功能失司，經(jīng)絡(luò)痹阻，有形之邪于頸部堆積，日久發(fā)病。mTOR通路正常的表達(dá)，信號(hào)傳導(dǎo)得當(dāng)，蛋白的合成加工過(guò)程有條不紊，傳遞過(guò)程正常運(yùn)轉(zhuǎn)從而為人體內(nèi)環(huán)境的正常運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。反之mTOR的異常調(diào)控，無(wú)論是上游信號(hào)還是下游靶點(diǎn)哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紊亂，都將促使磷酸化，代謝產(chǎn)物不斷積累，為腫瘤細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展提供便利條件。故可以從mTOR通路傳遞信號(hào)的角度解釋中醫(yī)理論的肝主疏泄，肝氣條達(dá)、信號(hào)傳遞正常，機(jī)體內(nèi)部便有推動(dòng)力，促使精微物質(zhì)遍布全身，各臟腑功效得以發(fā)揮。反之肝郁氣滯、信號(hào)傳遞紊亂，有形之邪體內(nèi)大量堆積，細(xì)胞增殖無(wú)度，一方面臟腑得不到滋養(yǎng)而功能退化，另一方面堆積的代謝產(chǎn)物聚集而發(fā)病。因此中醫(yī)肝主疏泄功能與mTOR/p70S6K通路具有一定相似性。

2.2 中醫(yī)藥基于mTOR/p70S6K信號(hào)通路在甲狀腺惡性腫瘤中的作用 周學(xué)海《讀醫(yī)隨筆》提到：“凡臟腑十二經(jīng)之氣化,皆必藉肝膽之氣化以鼓舞之”，臟腑之氣化是臟腑發(fā)揮生理功能的前提，更可以理解為臟腑憑借氣化來(lái)發(fā)揮功能，周學(xué)海指出只有在肝膽之氣化的鼓舞推動(dòng)下，少陽(yáng)樞紐條達(dá)，五臟六腑之功能方能正常。臨床上肝郁氣滯的患者多表現(xiàn)出急躁易怒、善太息的情志問(wèn)題，長(zhǎng)期情志抑郁的狀態(tài)誘發(fā)甲狀腺問(wèn)題，疏肝解郁是治療核心。郁金具有疏肝解郁之功效，在癭病的治療上經(jīng)常使用，劉靜冰等[20]通過(guò)對(duì)自噬相關(guān)蛋白LC3-II的研究發(fā)現(xiàn)，郁金能夠做到有效降低mTOR信號(hào)通路中自噬相關(guān)分子的磷酸化水平，抑制腫瘤進(jìn)展。疏肝解郁的同時(shí)，消除病理產(chǎn)物；活血化瘀同樣重要，目前已有研究證實(shí)，應(yīng)用活血化瘀功效的中藥制劑，能夠刺激Akt磷酸化的表達(dá)，提高p70S6K生物活性，進(jìn)一步調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，調(diào)節(jié)惡性腫瘤細(xì)胞的增殖，抑制腫瘤進(jìn)展[21]。 活血祛瘀是將體內(nèi)堆積的病理產(chǎn)物排出的過(guò)程，結(jié)合石癭痰凝瘀血阻滯于頸部的病機(jī)，甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞中mTOR信號(hào)通路相關(guān)分子的過(guò)表達(dá)狀態(tài)以及腫瘤細(xì)胞過(guò)度增殖的現(xiàn)象與之呼應(yīng)。筆者認(rèn)為，活血化瘀更是改善細(xì)胞內(nèi)部的分子通路表達(dá)，祛除病理狀態(tài)下的細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期?！秲?nèi)經(jīng)》云：“肝主藏血”，是肝臟發(fā)揮其功能的內(nèi)在條件。惲鐵樵在《生理新語(yǔ)》中指出:“惟肝含血管最富,故取生物之肝剖之,幾乎全肝皆血……故肝為藏血之臟器”。必須在血液的滋養(yǎng)下肝臟才能夠完全發(fā)揮主疏泄的功能，故臨床上治療肝臟疾病，一方面須疏肝理氣，另一方面則須重視養(yǎng)血補(bǔ)血。以當(dāng)歸補(bǔ)血湯為代表的補(bǔ)血之法，益氣與補(bǔ)血共施，治其根的同時(shí)，還兼顧活血行氣，在石癭治療中應(yīng)用廣泛。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸補(bǔ)血湯可以靶向調(diào)控病理狀態(tài)下mTOR通路的失衡，調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬，有效改善受損的甲狀腺細(xì)胞[22]。隨著石癭的進(jìn)展，疾病后期，甲狀腺惡性腫瘤患者常常出現(xiàn)口干喜飲、皮膚干枯等津液耗竭的癥狀，這是久病傷陰的表現(xiàn)，以麥冬為代表的滋陰潤(rùn)燥類(lèi)中藥，能有效緩解以上癥狀，實(shí)驗(yàn)證實(shí)麥冬通過(guò)抑制過(guò)表達(dá)的p70S6K磷酸化水平，使腫瘤細(xì)胞停滯于G1期，從而減緩腫瘤的進(jìn)展[23-24]。無(wú)論是疏肝理氣、活血化瘀還是益氣補(bǔ)血的中藥，在甲狀腺惡性腫瘤的治療上均應(yīng)用廣泛，同時(shí)已有大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐這些中藥通過(guò)調(diào)節(jié)mTOR分子通路發(fā)揮作用。

海藻玉壺湯是治療石癭的常用方，方中海藻、昆布、海帶軟堅(jiān)散結(jié)為君藥，臣以清半夏、貝母化痰散結(jié)，陳皮、青皮疏肝理氣，川芎、當(dāng)歸活血化瘀，且能促進(jìn)主藥軟堅(jiān)散結(jié)之功，獨(dú)活通經(jīng)活絡(luò)，連翹解毒共為佐藥，甘草調(diào)和諸藥為使，全方共奏疏肝散結(jié)、化痰除瘀之功。海藻玉壺湯可治療氣滯、痰凝、瘀血阻滯導(dǎo)致的咽喉部不適，胸悶氣短，乏力，納差等，同時(shí)可明顯縮小甲狀腺結(jié)節(jié)以及甲狀腺腫瘤。后世醫(yī)家通過(guò)大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)海藻、昆布兩味中藥是治療石癭的首選藥物[25]。現(xiàn)代藥理學(xué)顯示，昆布、海藻內(nèi)含有多種復(fù)合型多糖、微量元素以及硒化物，屬于富碘中藥，具有抗腫瘤，提高免疫力，抗氧化應(yīng)激，縮小甲狀腺腫瘤等功效[26]。昆布、海藻富含的硒化物成分通過(guò)降低PI3K、mTOR、p70S6K的磷酸化，抑制該信號(hào)通路的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡，并通過(guò)抑制原癌基因，促進(jìn)抑癌基因等過(guò)程影響DNA甲基化，抑制甲狀腺腫瘤細(xì)胞的進(jìn)展[27]。朱慧秋等[28]研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺惡性腫瘤細(xì)胞中硒化物處于顯著缺乏狀態(tài)，該狀態(tài)降低了機(jī)體的免疫應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)腫瘤進(jìn)程。昆布、海藻富含大量的海藻多糖，其通過(guò)抑制p70S6K磷酸化表達(dá)，降低糖酵解的水平，抑制癌細(xì)胞的穩(wěn)定性，限制甲狀腺腫瘤細(xì)胞的進(jìn)展。海藻多糖通過(guò)促進(jìn)NK細(xì)胞的活化、淋巴細(xì)胞的成熟，誘導(dǎo)腫瘤壞死因子的產(chǎn)生，提高抑癌基因p53的表達(dá)，進(jìn)而改變腫瘤細(xì)胞間的通訊，抑制腫瘤細(xì)胞膜上鈉泵的活性，抑制腫瘤進(jìn)展。唐琳琳[29]在海藻糖衍生物DMBT抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移作用的研究中發(fā)現(xiàn)，海藻糖衍生物通過(guò)作用于Akt/mTOR通路抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。另外，多種中藥復(fù)方在治療甲狀腺惡性腫瘤效果較好，如甲亢寧膠囊通過(guò)激活A(yù)MPK，降低mTOR/p70S6K的磷酸化程度，誘導(dǎo)細(xì)胞自噬和凋亡，抑制甲狀腺細(xì)胞的過(guò)度增殖，保護(hù)損傷的甲狀腺組織。

3 小 結(jié)

針對(duì)甲狀腺惡性腫瘤病機(jī)的活血養(yǎng)血、疏肝理氣、消癭散結(jié)和滋陰潤(rùn)燥之品，能夠調(diào)節(jié)mTOR通路上的分子磷酸化表達(dá)，調(diào)節(jié)自噬和凋亡等途徑，改善甲狀腺惡性腫瘤的進(jìn)展。已有大量證據(jù)證實(shí)中醫(yī)藥通過(guò)調(diào)節(jié)mTOR/p70S6K信號(hào)通路在甲狀腺惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中占據(jù)重要地位。